PROSES PEMBUATAN KERAMIK LANTAI PADA PABRIK

1 Bahan Baku Utama dan TambahanBahan baku utama yang digunakan untuk proses pembuatan keramik adalah sebagai berikut :

1. Material Plastis (Clay) Material Plastis berupa clay terdiri dari dua macam yaitu BJ2 dan MG2. Clay merupakan suatu

tanah yang berbentuk tanah liat dengan struktur kimia Al2O3. 2SiO3. Clay digunakan untuk pembuatan keramik yaitu terdiri dari beberapa macam. Berdasarkan sifatnya dapat dibedakan menjadi :

a. PlasticitySifat semacam ini muncul karena adanya perbedaan dasar atau besar dan kecilnya

molekul penyusun clay itu sendiri. Sifat ini terdiri dari tiga bagian antara lain :

- Plastis- Semi Plastis- Non Plastis

b. Warna ClayAdanya warna clay ini disebabkan karena adanya perbedaan unsur logam yang

terkandung didalamnya, antara lain :- Merah- Putih- Abu-abu

2. Silica Sand Silica Sand atau pasir silica sering disebut juga dengan pasir kuarsa yang merupakan bagian untuk

penguat keramik agar keramik lebih keras dan kuat. Silica Sand juga berfungsi untuk mengurangi susut dan menurunkan plastisitas. Silica Sand mempunyai komposisi yang cukup besar dalam pembuatan sebuah badan keramik karena pada pembakaran Silica Sand dengan kapur akan menghasilkan suatu kerangka atau badan yang mempunyai titk lebur yang tinggi. Silica Sand mempunyai struktur kimia SiO2.

3. Dolomit Dolomit merupakan suatu batu-batuan dari pegunungan kapur yang telah mengalami

metamorfosis dari segi morfologinya. Dolomit mempunyai struktur kimia CaCo 3 .Mg.Co 3.

4. U5U5 juga berupa batuan gunung, tetapi jika dihancurkan bentuk serbuknya lebih kasar dibanding dolomit dan warnanya coklat muda. U5 ini berasal dari Pati, Jawa Tengah. Selain dari bahan-bahan yang disebutkan diatas, terdapat juga bahan baku pembantu yang digunakan dalam pembuatan keramik, antara lain:

1. Water Glass (Na2SiO3)Water Glass merupakan bahan pengencer yang berfungsi untuk mengencerkan clay.2. Air3. Pigmen / Stain

2. Proses Produksi dan PeralatanProses pembuatan keramik terdiri dari dua macam yaitu proses untuk keramik Single Firing dan

Double Firing. Untuk proses produksi Double Firing terdiri dari tujuh proses yaitu : Body Preparation, Pressing, Biscuit Firing, Glaze Preparation, Glaze Application, Glost Firing, Sorting & Packing. Sedangkan pada proses Single Firing, proses produksinya tidak melalui proses Biscuit Firing tetapi langsung menuju proses Glaze Application.

2.1. Body PreparationBody Preparation adalah proses paling awal dari proses pembuatan keramik. Dalam proses ini

terjadi beberapa proses lagi yang mengolah bahan baku mentah menjadi powder yang merupakan bahan baku dari keramik. Bahan baku mentah disini berupa beberapa material yang kemudian diolah menjadi adonan seperti bubur yang disebut sebagai slip. Dalam proses body preparation ini juga dipakai sejumlah mesin untuk pembuatannya yaitu mesin grinding, miling dan drier.

· Turbo BlungerTurbo Blunger adalah suatu mesin untuk mencampurkan material plastis (Clay) dengan bahan baku pembantunya adalah Water Glass dan air. Water Glass berfungsi untuk mengencerkan clay. Pada mesin ini material diaduk dan dicampur rata selama ± 2 jam. Water Glass yang digunakan hanya sekitar 2,23% dari total volume 14-20 gram/liter. Hasil dari campuran ini adalah berupa suatu adonan yang disebut clay slip dengan kandungan air + 35%. Clay slip ini disaring terlebih dahulu, dengan saringan MESH 16, sebelum ditampung di Clay Slip Tank yang ada dibawah tanah (kapasitas 18.000 liter). Setelah ditampung di Clay Slip Tank, Clay Slip ini dialirkan melalui pipa dibantu oleh pompa wellden menuju Miling Time Continous, untuk diolah lagi dan menjadi homogen bersama dengan hard material yang sudah dihaluskan.

· Miling Time Continous (MTC)Gambar3. Milling Time ContinousMiling Time Continous adalah suatu alat untuk mencampurkan clay slip dengan material hard. MTC terdiri dari tiga ruangan dengan dibatasi oleh ruang diafragma. Tiap-tiap ruangan berisi batu- batu (ballstone) dengan berbagai ukuran, yang digunakan untuk menghancurkan dan mengaduk material dan clay slip dengan air. Ruangan pertama terdapat batu dengan ukuran terbesar dengan diameter 10 cm – 12 cm. Fungsi dari batu-batuan ini adalah untuk menghancurkan material yang lebih besar karena material ini yang masuk pertama. Ruangan yang kedua terdapat batu-batuan dengan ukuran diameter 4 cm – 6 cm, memiliki fungsi yang sama yaitu menghancurkan material-material yang tidak dapat hancur pada ruangan pertama. Kemudian yang terakhir adalah ruangan yang ketiga terdapat batu-batuan dengan diameter 2 cm – 4 cm. Pada ruangan ketiga ini fungsi hanya sebagai penghalus sisa-sisa material yang tidak dapat seluruhnya hancur di ruangan pertama dan kedua. MTC bekerja selama ± 2 jam untuk sekali proses dengan kapasitas maksimum 20 ton/ jam. Hasil dari proses ini kemudian disebut dengan body slip. Body slip ini kemudian disaring terlebih dahulu dengan saringan pertama 18 MESH dan saringan yang kedua 80 MESH. Setelah itu hasil saringan ini ditampung kedalam body tank. Untuk saringan 80 MESH terdapat sebanyak 5 buah. Untuk saringan 18 MESH, residu yang ada dibuang, sedangkan untuk saringan 80 MESH, residu yang ada dimasukkan ke MTC untuk diolah kembali. Body Slip yang telah disaring dan ditampung kemudian ditransfer dengan hydraulic pump untuk ditampung di service tank. Sebelum ditampung, body slip tersebut disaring kembali dengan saringan MESH 80. Body Slip yang telah ditampung di service tank dipompa ke atas dengan hydraulic pump untuk diolah di Spray Drier.

· Spray DrierSpray Drier adalah alat yang digunakan untuk mengubah body slip menjadi powder dengan menggunakan proses pengeringan dan pemanasan. Body slip yang telah masuk di spray drier disemprotkan oleh nozzle yang ada di dalam spray drier dengan tekanan 20 – 30 Bar. Body slip tadi kemudian dikeringkan dengan suhu 400 – 600oC dan dengan panas yang merata. Udara panas yang dihasilkan spray drier adalah ±

120oC dan dibuang ke atas melalui sebuah cerobong. Setelah keluar dari spray drier maka body slip tersebut akan berupa powder. Powder yang dihasilkan ada dua macam yaitu powder satuan besar dan powder satuan kecil. Sebelum sampai ke konveyor belt, keduanya telah tercampur. Powder tersebut akan disaring sebanyak tiga kali melalui konveyor belt lalu ditampung di silo dan siap untuk proses selanjutnya yaitu proses Pressing. Silo yang ada di Body Preparation ini untuk silo powdernya ada 10 buah. Stok maksimum dalam 1 silo adalah 190.000 m2.Gambar4. Spray Drier

2. PressingProses Pressing merupakan proses yang dilakukan setelah Body Preparation. Pada dasarnya proses Pressing ini adalah proses yang membuat biscuit tile dari powder yang dihasilkan dari body preparation. Output yang dihasilkan dari proses ini adalah suatu biscuit tile yang disebut green tile. Green Tile ini merupakan bentukan dari suatu powder sehingga kekuatannya pun masih belum sempurna dikarenakan masih banyaknya kadar air yang tersimpan di dalam tile.Ada tiga tahap dalam Proses Pressing yaitu :

1. Proses transfer powder (dari Body Preparation ke Pressing) Powder ditransfer dari silo powder yang terdapat pada Body Preparation dengan menggunakan

konveyor, menuju proses silo press. Sebelum ditampung dilakukan penyaringan sebanyak satu kali yaitu saringan 50 Mesh. Setelah itu powder akan ditransfer ke plotting grid dan filler box. Plotting grid dan filler box akan bergerak maju mundur untuk mengisi lower die box dengan powder sampai cetakan penuh.

2. Proses pressing pada mesin press. Proses Pressing pada FT 4 dilakukan 2 kali yaitu :

• Press untuk membentuk kepadatan dan mengeluarkan udara dalam lower die boxpada saat punch turun. Besarnya tekanan yang diberikan + 30 Bar.• Press 2 merupakan press yang sebenarnya, yaitu dilakukan untukmemadatkan green tile yang terbentuk sehingga akan lebih kuat. Tekanan yang diberikan lebih besar dari yang pertama, yaitu sebesar + 280 Bar. Besarnya tekanan yang diberikan pada press tergantung pada besarnya ukuran tile yang akan dibuat. Cetakan biscuit yang akan digunakan tidak sama dengan ukuran tile yang sebenarnya. Ini dimaksudkan karena akan terjadi shringkage pada proses pembakaran. Toleransi yang diberlakukan adalah sebesar 2 – 3 cm dari ukuran tile yang sebenarnya.

3. Proses finishing tile. Setelah pada proses pressing dihasilkan green tile yang kemudian akan dimasukkan ke

kompensator, yaitu tempat penampungan sementara sebelum green tile masuk ke kiln. Dalam perjalanan menuju kompensator, green tile mengalami proses scrapper, yaitu untuk membersihkan sisi-sisi dari green tile yang masih tajam. Kemudian brushing untuk bagian atas dan bawah juga untuk membersihkan dari kotoran. Setelah ketiga proses tersebut dilakukan, kemudian green tile akan di cek terlebih dahulu sebelum masuk ke proses pembakaran. Pengecekan tersebut dilakukan secara visual yaitu dengan cara melihat secara kasat mata apakah green tile tersebut cacat atau tidak. Jenis cacat yang dilihat adalah cacat yang terjadi pada fisik tile dan sudah mempengaruhi bentuk tile. Pengecekan ini dilakukan setiap 2 jam sekali dan dilakukan juga pengecekan terhadap ukuran masing-masing sisi dan ketebalannya. Apabila terjadi penyimpangan yang cukup signifikan dan terjadi terus menerus maka Supervisor Pressing berhak untuk menghentikan proses sementara untuk mengkonfirmasikan ke pihak Body Preparation. Untuk green tile yang dianggap cacat tidak langsung dibuang tetapi akan digunakan lagi sebagai powder untuk dipakaipada Body Preparation.

3. Biscuit FiringProses Biscuit Firing merupakan proses pembakaran Green Tile menjadi biscuit dengan

menggunakan mesin kiln. Proses ini juga ditujukan untuk membuat biskuit tile lebih kuat dari green tile, karena dalam pembakaran kadar air yang terdapat dalam green tile terserap sehingga membuat biskuit tile lebih kuat dari green tile. Green Tile tidak boleh mengandung air mekanis > 8% dari berat kering dan moisture contentnya tidak boleh lebih dari 5,5 %. Proses Biskuit Firing ada 4 tahapan yaitu :- Drying- Pre Heating- Firing- ColdingPada proses biskuit firing, terdapat beberapa urutan proses sebelum menjadi biskuit tile. Urut-urutan proses pemanasan tersebut adalah :

a. Drying Proses drying merupakan awal dari proses biscuit firing. Pada proses ini green tile disemprot

dengan udara panas pada suhu 200˚ – 250˚ C. Proses ini dilakukan selama + 17 menit dari total proses biscuit firing dengan panjang jalur 35,7 m. Untuk tile dengan single firing tidak melalui proses ini tetapi langsung menuju Glaze Application lalu baru dibakar pada Glost Firing. Diatas drying terdapat burner (bahan bakar dari gas LNG). Disamping burner terdapat recycle fan yang berfungsi menghisap udara luar lalu dialirkan ke burner dan disemburkan ke dalam dryer yang terdapat green tile.

b. Pre Heating Proses Pre Heating adalah proses dimulainya green tile akan dibakar. Proses pre heating

diperlukan karena tidak mungkin green tile langsung diberi suhu yang sangat panas karena akan mengakibatkan green tile patah/pecah. Suhu yang digunakan pada proses ini adalah + 800˚ – 1000˚ C.

c. Firing Proses selanjutnya adalah firing. Ini merupakan hal utama dari biscuit firing. Disini green tile

dibakar dengan suhu yang paling tinggi untuk menyerap kadar air agar berkurang sebanyak mungkin. Pada proses firing ini menggunakan suhu sebesar 1010˚ - 1058˚ C.

d. Colding Colding merupakan proses kebalikan dari drying. Disini yang disemprotkan adalah udara

dingin yang berfungsi untuk menurunkan suhu tinggi yang ada pada biscuit tile. Udara panas dihisap keluar, sebagai gantinya udara dingin dihembuskan oleh cold air fan. Udara dingin ini akan membuat suhu biscuit tile turun menjadi 650˚ - 450˚ C. Kemudian biscuit tile yang keluar ditaruh di storage untuk kemudian diangkut untuk proses selanjutnya.

4. Glaze PreparationProses Glaze Preparation ini merupakan proses awal sebelum Glaze Application. Proses ini

bertujuan untuk mempersiapkan bahan-bahan yang dibutuhkan untuk membuat permukaan depan tile yang bermotif atau memiliki suatu corak tertentu. Bahanbahan tersebut adalah untuk mempersiapkan engobe, glasur, dan pasta yang akan digunakan pada proses Glaze Application. Formulasi untuk engobe, glasur, dan pasta akan diproses di laboratorium. Berikut ini akan digambarkan diagram alir proses pada Glaze Preparation.Gambar6. Diagram Alir Glaze Preparation

EngobeEngobe berfungsi untuk menghubungkan dan menyatukan antara body dengan glasur, diletakkan

pada lapisan pertama. Selain itu, engobe juga berfungsi untuk penahan air yang datang dari bagian belakang tile sehingga tidak tembus ke bagian depan. Engobe ada juga yang dipakai di bawah tile yang

biasa disebut E.U.T (Engobe Under Tile). E.U.T berfungsi untuk menjaga tile agar tidak lengket pada roller kiln dalam proses pembakaran. Formula dasar untuk Engobe antara lain :

· Sodium Feldspar· Clay· Zircobit· Kaolin· Bentoinite· Silica· Frit

Glasur / GlazeGlasur merupakan bahan yang melapisi keramik dan sebagai warna dasar dari keramik, serta

mengatur tingkat kilapan dari keramik. Bahan untuk glasur banyak mengandung frit. Bahan dasar frit adalah silica, sehingga tidak mudah larut dalam air. Untuk memberi warna pada glasur, dapat dilakukan dengan mesin ball mill atau pada tangki.Formula dasar pada glasur antara lain :• FAB 41704• FJ 328• FAT 40477• Zircobit dan Kaolin SFF

Pasta Pasta digunakan untuk memberikan warna pada motif yang digunakan. Pasta dibuat dengan

mesin mikronet untuk rotocolor ± ½ jam, sedangkan untuk printing ± 2 jam. Formula dasar dalam pembuatan pasta antara lain :· FLT 567· PS 98· Kaolin SFF· Bentoinite· Stain / Pigmen· Inkoil / MinyakFormula dasar tersebut tinggal ditambah zat pewarna dengan komposisi tertentu.

Ball Mill Bagian laboratorium mempersiapkan formula dari glasur / engobe / pasta yang akan dibuat dan

memberikannya pada operator produksi untuk ditimbang. Bahan-bahan yang telah ditimbang kemudian dimasukkan ke ball mill untuk digiling selama 10 – 13 jam. Namun proses ini dapat lebih lama bila spesifikasi belum tercapai. Penggilingan dilakukan dengan batuan alubit seperti yang terdapat pada ball mill, body preparation, dengan kecepatan tertentu. Kemudian dicampur dengan air sebanyak 32 % dari total berat kering material. Batu alubit berbentuk bola dengan 3 macam ukuran kecil (25 %), sedang (50%), dan besar (75 %). Pada FT 4 terdapat 23 buah ball mill dengan spesifikasi:· Ball mill 6000 kg = 7 buah· Ball mill 2000 kg = 6 buah· Ball mill 800 kg = 2 buah· Ball mill 300 kg = 2 buah· Ball mill 200 kg = 2 buah· Ball mill 200 kg = 2 buah· Ball mill 150 kg = 2 buah· Ball mill 100 kg = 2 buah

Jika spesifikasi dari glasur/engobe/pasta dicapai sesuai formula (densitas, viskositas, residu, dan warna untuk pasta), maka ditransfer ke tangki storage menggunakan pompa (wellden pump) yang menggunakan tenaga angin serta selang yang panjang. Ball mill dibersihkan setelah pemakaian. Untuk glasur 2 – 6 kalipemakaian, engobe 4 – 8 kali, dan pasta 6 – 10 kali.

Pengecekan Pengecekan yang dilakukan untuk gkasur, engobe, dan pasta meliputi pengecekan terhadap

density, viscosity, residu serta pengecekan secara visual. Pengecekan density menggunakan piknometer 200 cc dengan standar sebagaiberikut:· Untuk Engobe : 1800 – 2000 gram / liter· Untuk E.U.T : 1100 – 1500 gram / liter· Untuk Glasur : 1800 – 2000 gram / liter· Untuk Pasta : 1600 – 2000 gram / literSelain pengecekan diatas, dilakukan juga pengecekan yang dilakukan oleh central laboratory yang meliputi : fusin flow, gallenkamp spindle, ΔE, ΔH. ΔE dan ΔH merupakan pengecekan terhadap kecocokan pewarna dari pasta terhadap standar yang telah ditetapkan. Standar < 0,5. Pada proses kerja Glaze Preparation setelah dimiling di ball mill dilakukan pengecekan, antara lain:• ColorPengecekan color dilakukan dengan alat yang bernama chronometer.• SurfacePengecekan surface atau cacat permukaan dilakukan dengan kasat mata, misalnya cacatpinhole (lubang jarum).• GlossinessPengecekan glossiness/kemengkilapan dilakukan dengan alat glossymeter.• AutoclafPengecekan autoclave (autoclave) adalah pengecekan apakah keramik tersebut mempunyai ketahanan cuaca yang baik. Ini dilakukan dengan alat autoclave. Alat ini untuk menguji cacat retak rambut (crazing).

5. Glaze ApplicationProses glaze application ini merupakan proses pengaplikasian glasur/engobe/pasta pada biscuit

tile. Glasur/engobe/pasta yang digunakan berasal dari glaze preparation. Biscuit tile berasal dari biscuit kiln yang ditampung pada biscuit storage. Pada proses single firing dilakukan secara direct yaitu setelah biscuit tile keluar dari mesin press langsung masuk ke mesin drier lalu keluar daru drier masuk ke glazingline. Itu semua dalam line / jalur yang menggunakan conveyor.

6. Gloss Firing / KilnProses gloss firing ini merupakan proses yang paling penting karena pada tahapan inilah proses

pembentukan keramik yang sesungguhnya terjadi. Proses gloss kiln adalah proses pembakaran tile yang telah diaplikasi untuk mematangkan glasur. Temperatur dan lamanya pembakaran akan sangat mempengaruhi kualitas tile yang dihasilkan. Pembakaran terjadi di roller kiln, yang terbagi atas 43 tahap, panjang 90,3 meter, lebar 2,5 meter dengan cycle / lama pembakaran 36 menit. Bahan bakar yang digunakan berupa gas alam cair yang dialirkan melalui pipa, tetapi gas alam itu disaring terlebih dahulu supaya tidak ada kotoran masuk ke dalam kiln. Pembakaran dilakukan dari dua arah yaitu atas dan bawah dari green tile. Berikut adalah diagram alir proses gloss firing / kiln.Gambar8. Diagram Alir Proses Gloss Firing

7. Sorting and PackingProses ini merupakan proses inspeksi dan kemudian finishing terakhir dari tile sebelum dikirim

ke konsumen dan pasar. Disini sudah tidak dilakukan pembenaran produk melainkan hanya pelaporan jika terjadi defect yang terlalu fatal untuk mencegah terjadinya lagi untuk produk selanjutnya.Berikut adalah gambar diagram alir untuk Sorting and Packing

a. Gambar8. Diagram Alir Sorting and Packing